Контрольные вопросы

1. Мембранные электроды. Их разновидности.

2. Что такое мембранный потенциал?

3. Ионоселективные электроды, их устройство и механизм действия.

4. Свойства используемых полупроницаемых мембран.

5. Катионитовые и анионитовые мембраны.

6. Процессы, происходящие на границе раздела мембрана – раствор.

7. Порядок хранения и использования мембранных электродов.

8. Электроды с твердыми мембранами (гомогенными, гетерогенными).

9. Устройство стеклянного электрода. Характер зависимости для него потенциал – рН.

10. Объясните сущность метода потенциометрического титрования. Обсудите достоинства и недостатки метода.

2.3. Кондуктометрия

Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности растворов. Кондуктометрическое титрование используется при определении концентрации индивидуальных веществ и разнообразных смесей. Точку эквивалентности определяют по изменению электропроводности раствора. Зависимость электропроводности раствора от объёма добавленного титранта изображают графически. Полученный график называется кривой кондуктометрического титрования. Излом на кривой соответствует точке эквивалентности

Пример. Кондуктометрическое титрование смеси кислот

Готовят раствор 0,5 н. NaOH, растворением 20 г щелочи (отвесить на технических весах) в 1 дм³ дистиллированной воды. Раствор щелочи заливают в бюретку. В ячейку отмеряют пипеткой 10,00 см³ 0,5 н. раствора HCl, доливают дистиллированную воду, чтобы отверстия на электроде были погружены в раствор. Включают магнитную мешалку и через 1-2 мин. производят измерение начальной электропроводности раствора (порядок проведения измерений см. ниже). Затем титруют порциями по 1 см³ щелочи. После каждой порции щелочи выжидают 1-2 мин. и измеряют электропроводность.

Строят график зависимости электропроводности от объема прилитой щелочи (рис. 15). Находят точку эквивалентности по резкому перегибу на кривой и определяют эквивалентный объем щелочи V_ЭКВ (NaOH).

Рис. 15. Зависимость электропроводности раствора от объема прилитой щелочи

Первое титрование можно провести с повышенной скоростью, приливая по 2 см³ титранта. При последующих титрованиях вблизи точки эквивалентности уменьшают порции титранта до 1,0 – 0,5 см³. После точки перегиба определяют электропроводность еще в 4-5 точках. Титрование повторяют до получения трёх сходящихся результатов (т.е. различающихся не более чем на 0,1 см³). Находят среднее значение эквивалентного объема щелочи из трех параллельных определений и рассчитывают концентрацию щелочи с точностью до 4-х значащих цифр:

(3)

где V_ОВ и C_ОВ – объем и концентрация определяемого вещества; V_Т и C_Т объем и концентрация титранта.

Титруют 10,00 см³ уксусной кислоты. Задача выполняется точно так же, как при титровании HCl. Титрование повторяют до получения трёх сходимых (различающихся не болеечем на 0,1 см³) результатов Графически определяют эквивалентный объем NaOH, рассчитывают среднее арифметическое V_эквNaOH и концентрацию кислоты с точностью до 4-х значащих цифр (уравнение 3)

Титруют смесь стандартным раствором щелочи. На кривой титрования наблюдается 2 перегиба (рис. 16).

По перегибам находят точку эквивалентности 1 и точку эквивалентности 2 и соответствующие эквивалентные объемы щелочи, пошедшие на титрование HCl V₁(NaOH) и CH₃COOH V₂ (NaOH). По формуле (3) рассчитывают объемы кислот HCl и CH₃COOH. Если объемы, полученные и взятые на анализ, совпадают (с относительной ошибкой 0,2 – 0,3 %), то можно приступить к контрольной задаче.

Провести титрование анализируемой смеси. Построить кривую, как описано выше. Рассчитать объемы кислот в исследуемом растворе. Зная объемы и концентрации, рассчитать содержание кислот в граммах и объём 0,1 н. растворов, см³. По результатам трех параллельных определений рассчитать СКО и доверительный интервал для полученных величин (доверительная вероятность 95 %).

Рис. 16. Кривая кондуктометрического титрования смеси HCl и CH₃COOH